探討四角圓弧帶凹槽超高清水混凝土柱施工工法應用
——以重慶西站鐵路綜合交通樞紐工程應用為例

林琪

（重慶渝泓土地開發有限公司，重慶 400000）

1 工程概況

重慶西站位于重慶上橋，該項目分站房工程和西站樞紐工程。設15 臺31 線（含29 站臺面，正線2 條），地下負一層為長途、公交區域，地下負二層中央為公共換乘區（軌道區域、出租車區域），負一二層共配有2630 個社會停車位，負三層、四層為軌道環線及5 號線區域及規劃遠期軌道交通區域。其中站房雨棚柱工程和綜合換乘大廳層框架柱采用清水混凝土?？蚣苤?1m，站房雨棚柱造型為四角圓弧，柱面中間帶25mm 凹槽，柱頂與梁為弧形連接，幾何造型復雜、線條變換、陰陽角面相互交替的結構結構復雜。雨棚面積達8 萬多平方米，站臺雨棚柱體和梁板需灌注24000 多立方米的清水混凝土。

2 施工技術難點

該項目清水混凝土關鍵是控制成形后混凝土的表觀質量，具體要點為：外表平光，棱角分明無色差；控制線位置精確；節點及變截面結構清晰；接頭通順，且無明顯的搓痕；混凝土密實，無蜂窩麻面等現象。技術難點在混凝土工程和模板工程，即優選混凝土配比和模板體系。確定清水混凝土配合比優化設計，在能兼顧力學性能、工作性能、耐久性和經濟性等基礎上，探討適合清水混凝土工程最佳配合比的范圍和材料組合，控制成型后混凝土色同時能防控混凝土表觀質量。同時針對柱體復雜結構造型，確定清水混凝土模板體系及模板安裝與鋼筋綁扎的協作，混凝土澆、振、養、脫、護等質量控制要點。

3 工藝試驗

3.1 確定混凝土配比

3.1.1 原材料選擇

結合清水混凝土表觀要求經試配比較，最終確定的清水混凝土原材料組合如下：

（1）水泥：P.O 42.5（重慶拉法基瑞安）。

（2）摻和料：F 類Ⅰ級粉煤灰（珞璜電廠）。

（3）細骨料：河砂與機制砂，MX=2.5。

（4）粗骨料：重慶中梁山 5～10mm、10～20mm 二級配碎石。

（5）外加劑 1（減水劑）：科之杰（HPWR-R 型）。

（6）外加劑 2（膨脹劑）：重慶森軒（S-AC 型）。

3.1.2 配合比比選

混凝土試拌擬采用三種不同配合比，其中一個為設計確定理論配合比，另兩個水膠比相較理論配合比分別增和減0.05。試拌配合比用水相同。將三個不同配合比從強度、耐久性和混凝土和易性能等方面各自進行測選。在它們能滿足基本的力學性能基礎上，再微調混凝土的摻和料、外加劑、粗、細骨料比例、脫模劑等類別，工藝等，來調節硬化后的觀感質量，以達到驗收要求。經多次試驗驗證，所選的配比能滿足施工要求。在色差方面，通過嘗試不同滿足要求、不同廠家的水泥，摻和劑，是否加入外加劑等，通過多種原材料不同組合所成型的試件，對比外觀色澤，最終確定在性能和工藝上能滿足重慶西站清水混凝土設計要求的配合比，如表1 所示。

表1 最終配合比 單位：kg/m3

3.2 模板體系試驗

3.2.1 模板體系優選

清水混凝土施工成敗關鍵在于模板體系，科學合理地根據工程施工對象、結構類別和質量要求等確定清水混凝土的模板體系是體現其飾面效果、經濟和社會效益的前提。通過試驗等方法，多方面比選各種模板體系優缺點，最終確定鋼模板+木塑模板的雙體系的方案，即柱體采用鋼模板，柱體與梁交接處拱形采用木塑模板。

3.2.2 模板深化調整

模板深化調整的目的是重點考慮結構造型特殊的部位，以及重點考慮在澆筑完成后有可能造成結構表觀質量缺陷的因素，通過現場實驗的方式對模板的類型選擇、拼裝方式、安裝工藝、拆除方法等進行優化，從而使最終完成的清水混凝土結構的表觀質量達到設計要求。

（1）雨棚柱體為四角圓弧造型，柱面中間含深度25mm 的凹槽，此處在現場試驗時會出現漏漿現象、拆模時會損傷棱角，采取措施將凹槽直角調整為105°圓弧角，且此處采用整塊鋼板壓制，不保留豎向縫，在圓弧角100mm 處留置模板拼縫，如圖1所示。

圖1 雨棚截面及模板拼接

（2）為方便安裝拆卸及減少拼縫所遺留的豎向蟬縫，采用四塊1600mm 高鋼模板拼接形成柱模板，外側焊接有若干橫、豎向背楞；弧形鋼模倒角拼縫處各焊接一塊橫、豎向背楞，在模面對應拼縫位置的背楞開鉆若干螺栓孔；上下節柱模板對拼時，通過螺栓連接橫向背楞緊固；同柱模板內的弧形鋼模倒角拼接時，通過螺栓連接豎向背楞將左右相鄰模板緊固，如圖2 所示。

圖2 柱模板俯視及立面圖

（3）考慮到柱體與圓弧交界處的造型復雜，線條變化，陰角面交替，需考慮該處模板的拼接、加固及拆模時不傷棱角，交界面模板由8 塊鋼模組成，分別為4 塊角鋼模（R100）和凹曲面面板，起弧點上500mm 下300mm 為一塊整板，解決了漏漿及加固難的問題。

（4）梁與柱R100 相交界面為陰角弧，且此處加固難，容易出現跑漿、漲模。該處采用鋼模板與木塑板組合的方式，充分利用鋼模易加固性能及剛度，在柱R100 處延伸200mm 后木塑板相接，解決了拼接、加固困難的問題，鋼模板與木塑板拼接位置用雙面膠封堵板縫。

4 質量控制要點

4.1 鋼筋綁扎及預埋件安裝

模板為整體拼裝后安裝，柱體鋼筋應提前安裝綁扎完成，因柱體較高，綁扎成形的鋼筋易出現軸心偏移，整體扭曲等情況，為防止露筋或模板安裝時擦掛模板，必須嚴格控制好鋼筋下料尺寸、保護層厚度和綁扎質量，綁扎好墊塊，準確安裝預埋件和落水管位置。

4.2 模板安裝

首先打磨清理模板，將模板逐節拼裝，隨時檢查拼裝過程中的拼縫質量，確保內模平順無錯臺，平整度達標，拼縫平直。全部拼裝好后檢查接縫檢的嚴密性，合格后刷脫模劑。由于模板重量大安裝需要整體吊裝，安裝完成后需要考慮配備精調校正設施，確保成形后柱體軸線和標高。

4.3 混凝土澆筑及振搗

由于柱體較高，防止混凝土澆筑時離析分層，需采用導管澆筑。為確?；炷撩軐嵭枰獙炷琳駬v，由于澆筑方式不同，不能用傳統的振搗方式，可采用附著式振搗器，為了保證能快速排出內部氣泡，每放一斗料，依次啟動模板外四面的附著式振搗器3～5s，隨混凝土頂面的提升分節依次操作。

4.4 混凝土養護

當混凝土達到一定強度后，及時松動四周模板，保持3～5mm縫隙，在柱頂部架設噴淋管，進行噴淋養護，通過縫隙使水分滲入混凝土中。拆模后再在混凝土外表灑水一次，用塑料薄膜包裹，細部要密封壓實，然后進行覆蓋，保濕養護不少于14d。

4.5 拆模與成品保護

由于柱體線條復雜，節點處存在造型變化，為了保證順利拆模不碰傷柱25mm 棱角，混凝土澆筑12h 后松動螺絲，在松動螺絲之前先用錘子敲打模板，24h 后開始拆模（經多次拆模經驗數據）24h 之后混凝土強度達到C30 強度。拆除時遵循“整裝散拆，按面拆除”，拆除時分四個面整體拆除。模拆除后在柱底部搭設1.2m 高防護欄，避免對柱身造成損害和污染。

5 結論

重慶西站站臺雨棚和換乘大廳采用柱體凹槽頂部拱形清水混凝土柱，不僅在結構上保證高架廳上部建筑的穩定性，而且清水的效果使其造型美觀、質感細膩，而且在經濟、社會、保三方面的效益上都產生了較為顯著的效果。本文結合清水混凝土柱工法的應用，對項目混凝土配比和模板體系進行研究，總結清水混凝土施工過程中工藝質量控制要點等關鍵技術進行闡述，可為后續類似施工提供借鑒。